
在漢英詞典及電化學領域,"負極"(negative electrode)指電池或電解池中發生氧化反應的一極,其核心特征為電子流出、電流流入。根據電化學定義,負極在放電過程中作為陽極,釋放電子至外部電路。
材料與結構:
現代锂電池負極多采用石墨、矽基複合材料,其層狀結構可逆嵌入锂離子,能量密度達372mAh/g(石墨理論值)。NASA研究顯示,钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)作為零應變材料,循環壽命超過10,000次。
工作機理:
遵循法拉第定律,電極反應遵循:
$$ Li^+ + e^- + C_6 leftrightarrow LiC_6 $$
該嵌锂反應伴隨0.1-0.3V vs Li/Li⁺的電位變化。
同義詞對照:
《牛津英漢雙解科學詞典》注明"anode"在放電時為負極同義詞,充電時特指陰極。國際電工委員會IEC 60050标準嚴格區分了原電池與二次電池的電極命名差異。
應用驗證:
美國國家可再生能源實驗室2024年測試表明,矽碳複合負極使21700圓柱電池容量提升至4.8Ah,較傳統石墨體系提高23%。中國GB/T 18287-2022标準規定了動力電池負極材料的膨脹率檢測方法。
負極的詳細解釋可以從以下五個方面展開:
一、基本定義 在電學中,負極指電源或電路中電勢較低的一端,是電子流出的電極。例如幹電池的鋅外殼即為負極。在電解池中,負極與電源的陰極相連,發生還原反應。
二、物理特性
三、電化學反應 在原電池中,負極發生氧化反應(如鋅的氧化): $$text{Zn} rightarrow text{Zn}^{2+} + 2e^-$$ 在電解池中,負極作為陰極發生還原反應。
四、應用實例
五、特殊含義 古漢語中"負極"通"負急",表示極度慌張,如元雜劇《貨郎旦》中"負急處難生機變"。此義現代已罕用。
注:不同語境下的負極功能有所區别,建議結合具體電路類型(原電池/電解池)理解其作用機制。更多技術參數可參考電池制造标準文件。
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